-
Die
Erfindung betrifft eine Ständervorrichtung
für vorzugsweise
plattenförmige
Solarmodule.
-
Aus
der Praxis bekannte Ständervorrichtungen
für Solarmodule,
insbesondere für
Freilandanlagen, umfassen üblicherweise
Standfußelemente
und damit verbundene Trägerelemente
bzw. Trägerbauelemente,
an welchen die Solarmodule über
Verschraubungen befestigt sind.
-
Üblicherweise
sind die Ständervorrichtungen als
so genannte Tracker bzw. Nachführeinrichtungen ausgebildet,
bei welchen die Solarmodule um eine, zwei oder drei Achsen verschwenkbar
und der Sonne nachführbar
sind, um eine möglichst
optimale Sonneneinstrahlung zu erhalten.
-
Nachteilig
dabei ist jedoch, dass die bekannten Ständervorrichtungen jeweils durch
einen hohen konstruktiven Aufwand gekennzeichnet sind und hohe Montagekosten
verursachen.
-
Der
vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine durch
einen einfachen konstruktiven Aufbau gekennzeichnete Ständervorrichtung
zur Verfügung
zu stellen, die auf einfache Art und Weise montierbar ist.
-
Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe mit einer Ständervorrichtung
mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
-
Die
erfindungsgemäße Ständervorrichtung für vorzugsweise
plattenförmige
Solarmodule ist mit mindestens zwei zueinander beabstandeten Standfußelementen
und mit wenigstens zwei Trägerelementen
ausgebildet, von welchen jeweils eines mit einem Standfußelement
verbunden ist. Zusätzlich sind
wenigstens zwei weitere Trägerbauteile
vorgesehen, die zueinander beabstandet und mit den Trägerelementen
verbunden sind sowie mit den Trägerelementen
eine Rahmeneinrichtung ausbilden, an welcher die Solarmodule montierbar
sind.
-
Die
erfindungsgemäße Ständervorrichtung ist über die
wenigstens zwei zueinander beabstandeten Standfußelemente fest mit einem Untergrund
verbindbar und über
jeweils zwei mit den Standfußelementen
verbundene Trägerelemente
und wiederum zwei weitere Trägerbauteile,
die ebenfalls zueinander beabstandet sind und mit den Trägerelementen
verbunden sind, konstruktiv einfach ausgeführt. Die Trägerelemente und die Trägerbauteile
bilden eine Rahmeneinrichtung aus, an welcher die Solarmodule wiederum
auf einfache Art und Weise durch Auflegen und vorzugsweises Vernieten
montierbar sind.
-
Bei
einer konstruktiv einfach ausgeführten Weiterbildung
der erfindungsgemäßen Ständervorrichtung
sind die Trägerelemente
schienenartig ausgebildet und in Bezug auf eine Längserstreckung
jeweils im Wesentlichen in einem mittleren Bereich mit einem Endbereich
der stangenartig ausgeführten Standfußelemente
wirkverbunden, wobei die Trägerelemente
aufgrund des mittleren Verbindungsbereiches auf einfache Art und
Weise an den Standfußelementen
befestigbar sind.
-
Um
eine möglichst
optimale Einstrahlung des Sonnenlichts auf die Solarmodule gewährleisten zu
können
und eine Montage der Solarmodule an der Ständervorrichtung mit möglichst
geringem Aufwand durchführen
zu können
sind die Trägerelemente
und die damit verbundenen Trägerbauteile
gegenüber den
Standfußelementen
verschwenkbar ausgeführt, wobei
eine Schwenkachse der Rahmeneinrichtung parallel zu einer Verbindungslinie
zwischen den Verbindungsbereichen zwischen den Standfußelementen
und den Trägerelementen
ausgerichtet ist.
-
Bei
einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Ständervorrichtung
weist die Schwenkachse der Rahmeneinrichtung gegenüber den
Standfußelementen
wenigstens annähernd
eine Ost-West-Ausrichtung auf, womit eine Verschattung oder zumindest
eine Teilverschattung von neben- bzw. hintereinander angeordneten
Solarmodulen auf einfache Art und Weise vermieden wird und gleichzeitig
eine möglichst
optimale Einstrahlung des Sonnenlichts auf die Solarmodule gewährleistet
ist.
-
Bei
einer einfach montierbaren Ausführungsform
der Ständervorrichtung
nach der Erfindung sind die Trägerelemente
in Bezug auf eine rechtwinklige Anordnung zu den Standfußelementen
gegenüber den
Standfußelementen
in eine für
die Trägerbauteile und
die Solarmodule vorgesehene Montageposition verschwenkbar, in der
die Trägerbauteile
und die Solarmodule auf die Trägerelemente
zur weiteren Befestigung auflegbar sind, ohne dass diese unter Einfluss
der Schwerkraft von den Trägerelementen
abrutschen und auf einfache Art und Weise von einer Bedienperson
auf vorzugsweise mehreren hintereinander angeordneten Trägerelementen
ablegbar und anschließend
miteinander vorzugsweise über
Vernieten fest und diebstahlsicher miteinander verbindbar sind.
-
Des
Weiteren ist ein im Bereich der Ständervorrichtung vorhandener
Untergrund vorzugsweise in der Montageposition der Trägerelemente
für die
Trägerbauteile
und die Solarmodule behinderungsfrei beispielsweise über automatisierte
Mähroboter
mähbar
und ein Überwuchern
der Solarmodule durch Pflanzen auf einfache Art und Weise verhinderbar.
-
Bei
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Ständervorrichtung
sind die Trägerelemente
in Bezug auf eine rechtwinklige Anordnung zu den Standfußelementen
gegenüber
den Standfußelementen
in wenigstens eine Reinigungsstellung für die Solarmodule verschwenkbar,
in der die Solarmodule vorzugsweise wenigstens annähernd vertikal
positioniert sind. Zusätzlich
besteht auch die Möglichkeit,
die Trägerelemente
bei Schneefall oder Hagel in die Reinigungsstellung zu verschwenken,
um die Ablagerung von Schnee auf den Solarmodulen zu verhindern
oder eine Beschädigung
durch den Aufprall von Hagelkörnern
auf die Solarmodule zu vermeiden.
-
Die
Trägerelemente
sind bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Ständervorrichtung
in Bezug auf eine rechtwinklige Anordnung zu den Standfußelementen
gegenüber
den Standfußelementen
in wenigstens eine Arbeitsstellung für die Solarmodule verschwenkbar ausgeführt, wenn
die Ständervorrichtung
beispielsweise als Festständervorrichtung
ausgebildet ist.
-
Ist
die Ständervorrichtung
als Nachführung ausgeführt, sind
die Trägerelemente
in Bezug auf eine rechtwinklige Anordnung zu den Standfußelementen
aus der rechtwinkligen Anordnung heraus sowohl in eine erste Schwenkrichtung
als auch in eine hierzu gegensinnige zweite Schwenkrichtung gegenüber den
Standfußelementen
verschwenkbar ausgebildet, womit die Solarmodule in einem für eine optimale Sonneneinstrahlung
gewährleistenden
Umfang um die eine Schwenkachse der Ständervorrichtung verschwenkbar
sind.
-
Bei
einer konstruktiv einfachen Ausführungsform
sind die Standfußelemente
jeweils über
eine Bolzeneinrichtung schwenkbar mit den Trägerelementen verbunden.
-
Eine
kostengünstige
und durch eine hohe Bauteilsteifigkeit gekennzeichnete Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Ständervorrichtung
ist mit Standfußelementen
ausgeführt,
die jeweils ein H-Profil aufweisen und die vorzugsweise als ein Strangpressprofil
aus beispielsweise Aluminium ausgebildet sind.
-
Bei
einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Ständervorrichtung
weisen die Trägerelemente
ein U-Profil auf und übergreifen
in mit den Standfußelementen
montiertem Betriebszustand den Trägerelementen zugewandte Endbereiche
der Standfußelemente
mit den Schenkeln des U-Profils zumindest teilweise. Bei dieser
Ausführungsform
ist auf konstruktiv einfache Art und Weise ein für die Montage der Trägerelemente
mit den Standfußelementen
erforderlicher Überlappungsbereich
ohne weitere konstruktive Maßnahmen
geschaffen, wodurch die erfindungsgemäße Ständervorrichtung mit geringen
Herstellkosten fertigbar ist. Darüber hinaus ist auch eine Montage
der Ständervorrichtung
vereinfacht, da die Trägerelemente
auf einfache Art und Weise auf die Endbereiche der Standfußelemente
auflegbar und mit diesen vorzugsweise durch Einschieben von Bolzen
in dafür
vorgesehene Bohrungen ohne weitere Hilfsmittel verbindbar sind.
-
Um
die Trägerelemente
an verschiedene Lastfälle
auf einfache Art und Weise anpassen zu können, sind die Trägerelemente
in den freien Enden der Schenkeln beispielsweise mit oder ohne mit
die Steifigkeit erhöhenden
Abkantungen ausbildbar.
-
Die
Trägerbauteile
weisen bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Ständervorrichtung
ein gutes Bauteilgewicht-Steifigkeit-Verhältnis auf, wenn diese ein Vierkant-Profil
mit einem Stegbereich aufweisen.
-
Die
Trägerbauteile
liegen bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Ständervorrichtung
nach der Erfindung jeweils mit einer Seitenfläche des Vierkant-Profils und
dem Stegbereich an den Solarmodulen an und stehen mit der den Solarmodulen
abgewandten Seitenfläche
des Vierkantprofils mit den Trägerelementen
in Kontakt.
-
Die
Trägerelemente
und die Trägerbauteile sind
im Bereich von miteinander in Deckung bringbaren Bohrungen, vorzugsweise über Vernietungen, auf
einfache Art und Weise miteinander verbindbar.
-
Um
vorzugsweise temperaturbedingte Schwankungen der Bauteilabmessungen
der erfindungsgemäßen Ständervorrichtung
ausgleichen zu können
und damit unerwünschte
Spannungen vermeiden zu können
sind die Bohrungen der Trägerelemente
und/oder die Bohrungen der Trägerbauelemente
als Langlöcher
ausgebildet.
-
Die
Trägerbauteile
und die Solarmodule sind im Bereich von miteinander in Deckung bringbaren Bohrungen,
vorzugsweise über
Vernietungen miteinander verbindbar, wobei temperaturbedingte Spannungen
im Bereich der Ständervorrichtung über als Langlöcher ausgeführte Bohrungen
der Trägerbauelemente
und/oder der Bohrungen der Solarmodule vermeidbar sind.
-
Eine
als Nachführung
ausgebildete Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Ständervorrichtung
ist mit einer Spindel-Mutter-Anordnung ausgebildet, die zwischen
den Standfußelementen
und den Trägerelementen
angeordnet ist und über
die Trägerelemente
gegenüber
den Standfußelementen
verschwenkbar sind.
-
Bei
einer einfach betreibbaren und kostengünstig herstellbaren Weiterbildung
der als Nachführung
ausgebildeten Ständervorrichtung
ist die Spindel-Mutter-Anordnung über einen
Elektromotor antreibbar.
-
Ist
zwischen dem Elektromotor und der Spindel-Mutter-Anordnung eine
Getriebeeinrichtung vorgesehen, ist der Elektromotor in Bezug auf
seine Leistungsabgabe bei entsprechender Übersetzung der Getriebeeinrichtung
klein dimensionierbar und die Ständervorrichtung
durch geringe Herstellkosten gekennzeichnet.
-
Zum
Betreiben des Elektromotors ist bei einer weiteren vorteilhaften
Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Ständervorrichtung
eine Steuereinrichtung vorgesehen, die bei einer Weiterbildung vorzugsweise
mit einem Wettersensor ausgebildet ist, um die Solarmodule beispielsweise
bei stärkeren Windverhältnissen
in eine waagerechte Position zu verfahren und eine „Segelfläche” der Solarmodule möglichst
klein zu halten oder Hochwasserschäden zu vermeiden. Des Weiteren
besteht auf einfache Art und Weise die Möglichkeit, die Solarmodule
in eine wenigstens annähernd
vertikale Position zu verfahren, um eine Beschädigung der Solarmodule durch Hagel
oder beispielsweise Schneeablagerungen auf den Solarmodulen auf
einfache Art und Weise zu vermeiden.
-
Bei
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Ständervorrichtung
nach der Erfindung sind der Steuereinrichtung über ein Empfangsteil Informationen
einer Wetterstation zuführbar
und die Informationen zum Verschwenken der Rahmeneinrichtung in
eine verschwenkte Schutzposition der Solarmodule verwendbar.
-
Elektrische
Leitungen der Solarmodule und/oder des Elektromotors sind auf der
den Solarmodulen abgewandten Seiten der Stegbereiche der Trägerbauelemente
führbar,
womit die elektrischen Leitungen auf einfache Art und Weise vor
Witterungseinflüssen,
insbesondere UV-Einstrahlung, geschützt sind und andererseits aufgrund
des in diesem Bereich offenen Profils der Trägerbauelemente Schwitzwasseransammlungen
und die Funktionalität
der Solarmodule beeinträchtigende
Kriechströme
auf konstruktiv einfache und kostengünstige Art und Weise vermieden
sind.
-
Die
Trägerbauelemente
sind im Bereich der Stegbereiche mit laschenartigen Ausstanzungen ausführbar, die
wieder jeweils wenigstens eine Bohrung aufweisen, um die elektrischen
Leistungen der Solarmodule und/oder des Elektromotors auf einfache
Art und Weise über
mit den laschenartigen Ausstanzungen verbindbare Kabelbinder an
den Trägerbauelementen
befestigen zu können.
-
Eine
einfach zu montierende Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Ständervorrichtung umfasst
Adapterbauteile, über
welche die Trägerbauelemente
mit weiteren sich an die Trägerbauelemente
in Längsrichtung
anschließende
Trägerbauelementen
verbindbar sind, wobei die Adapterbauteile jeweils in den vom Vierkantprofil
begrenzten Innenbereich der Trägerbauelemente
bereichsweise einschiebbar und vorzugsweise über Vernietungen auf einfache
Art und Weise mit den Trägerbauelementen verbindbar
sind. Zur Vermeidung von temperaturbedingten Schwankungen der Bauteilabmessungen sind
die über
die Adapterbauteile miteinander zu verbindenden Trägerbauelemente
beabstandet zueinander anordenbar.
-
Des
Weiteren sind aus temperaturbedingten Schwankungen der Bauteilabmessungen
der Trägerbauelemente
resultierende Spannungen dadurch vermeidbar, dass die Trägerbauelemente
im Bereich von Langlöchern
mit den Adapterbauteilen miteinander verbindbar sind.
-
Bei
einer durch ein gutes Bauteilgewicht-Bauteilsteifigkeits-Verhältnis aufweisenden Ausführungsform
der Ständervorrichtung
nach der Erfindung weisen die Adapterbauteile jeweils ein H-Profil
mit Abkantungen im Bereich der freien Schenkelenden auf, wobei die
Abkantungen zudem Führungsflächen und
Anlageflächen
der Adapterbauteile an den Trägerbauelementen
bilden.
-
Zumindest
im Verbindungsbereich zwischen einem der Standfußelemente und einem Trägerelement
ist bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Ständervorrichtung eine
berührungslose
Relativdrehwinkelerfassungseinrichtung vorgesehen, die mit dem Steuergerät gekoppelt
ist. Damit ist ein aktueller Schwenkwinkel der Solarmodule gegenüber den
Standfußelementen
ermittelbar und die Solarmodule sind in Abhängigkeit des jeweils vorliegenden
Sonnenstandes in eine für eine
optimierte Sonneneinstrahlung bevorzugte Schwenkposition verfahrbar.
-
Weitere
Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen
des erfindungsgemäßen Gegenstandes ergeben
sich aus den Ansprüchen
und den nachfolgend anhand der Zeichnung beschriebenen Ausführungsbeispielen,
wobei in der Beschreibung der verschiedenen Ausführungsbeispiele zugunsten der Übersichtlichkeit
für bau-
und funktionsgleiche Bauteile dieselben Bezugszeichen verwendet
werden.
-
Sowohl
die in den Unteransprüchen
angegebenen Merkmale als auch die in den nachfolgenden Ausführungsbeispielen
der erfindungsgemäßen Ständervorrich tung
angegebenen Merkmale sind jeweils für sich alleine oder in beliebiger
Kombination miteinander geeignet, den erfindungsgemäßen Gegenstand
weiterzubilden. Die jeweiligen Merkmalskombinationen stellen hinsichtlich
der Weiterbildung des Gegenstandes nach der Erfindung keine Einschränkung dar,
sondern weisen im Wesentlichen lediglich beispielhaften Charakter
auf.
-
Es
zeigt:
-
1 eine
Draufsicht auf mehrere nebeneinander und übereinander angeordnete Solarmodule, welche
auf einer erfindungsgemäßen Ständervorrichtung
montiert sind;
-
2 die
Solarmodule und die Ständervorrichtung
gemäß 1 in
einer Seitenansicht in verschiedenen Schwenkpositionen;
-
3 eine
Teilansicht der Solarmodule und der Ständervorrichtung gemäß 2 in
einer weiteren Seitenansicht;
-
4a eine
Einzelansicht eines Standfußelementes;
-
4b eine
Seitenansicht des Standfußelementes
gemäß 4a;
-
4c eine
Querschnittansicht des Standfußelementes
gemäß 4a entlang
einer Schnittlinie IV-IV;
-
5a eine 4a äquivalente
Ansicht eines Trägerelementes
der Lagervorrichtung gemäß 1;
-
5b eine 4a entsprechende
Ansicht des Trägerelementes
gemäß 5a;
-
5c eine
Querschnittansicht des Trägerelementes
entlang einer in 5a näher bezeichneten Schnittlinie
V-V;
-
6 eine
Einzelquerschnittansicht eines Trägerbauteiles der Lagervorrichtung
gemäß 1;
-
7 eine
Querschnittansicht eines Adapterbauteiles der Ständervorrichtung gemäß 1;
-
8 eine
schematisierte Ansicht des Adapterbauteiles gemäß 7 in montiertem
Zustand;
-
9 eine
dreidimensionale Teilansicht einer Bolzeneinrichtung, über welche
ein Standfußelement
und ein Trägerelement
der Ständervorrichtung gemäß 2 schwenkbar
miteinander verbunden sind; und
-
10 eine
dreidimensionale Einzelansicht der Bolzeneinrichtung gemäß 9.
-
In 1 sind
mehrere auf einer Ständervorrichtung 1 montierte
plattenförmige
Solarmodule 2 gezeigt, mittels welchen Sonnenenergie in
elektrische Energie umwandelbar ist. Die Solarmodule 2 sind
in zwei Reihen übereinander
und vorliegend in fünf
Reihen nebeneinander auf der Ständervorrichtung 1 montiert.
-
2 zeigt
die Ständervorrichtung 1 mit
den darauf montierten Solarmodulen 2 in einer Seitenansicht
in drei verschiedenen Schwenkstellungen. Die Ständervorrichtung 1 umfasst
vorliegend zwei in x-Richtung zueinander beabstandete Standfußelemente 3 die
in der nachfolgend beschriebenen Art und Weise jeweils mit einem
Trägerelement 4 um eine
Schwenkachse S schwenkbar verbunden ist. Die Trägerelemente 4A und 4B erstrecken
sich unter den in 1 jeweils äußeren Solarmodulen 2 in y-Richtung.
Die Standfußelemente 3 sind
mit ihren den Trägerelementen 4A und 4B abgewandten
Bereichen in einen Untergrund 31 eingerammt bzw. fest mit
diesem verbunden und halten die Ständervorrichtung 1 insgesamt
in einer vordefinierten Position.
-
Auf
den Trägerelementen 4A und 4B sind vorliegend
jeweils vier Trägerbauteile 5A bis 5D montiert,
die in y-Richtung wiederum zueinander beabstandet sind. Jeweils
zwei der Trägerbauelemente 5A und 5B sowie 5C und 5D sind
jeweils als Träger für eine Reihe
der Solarmodule 2 vorgesehen. Die Trägerelemente 4A und 4B sowie
die Trägerbauelemente 5A und 5D bilden
eine Rahmeneinrichtung 6 für die Solarmodule 2.
-
Zum
Verschwenken der Trägerelemente 4A und 4B gegenüber den
Standfußelementen 3 sind
jeweils zwischen den Standfußelementen 3 und
den Trägerelementen 4A und 4B eine
Spindel-Mutter-Anordnung 7 vorgesehen, wobei die Spindel-Mutter-Anordnungen 7 einenends
jeweils mit einem Standfußelement 3 und
anderenends mit einem der Trägerelemente 4A bzw. 4B verbunden
ist. Die Spindelmutteranordnung 7 ist über einen in der Zeichnung
nicht näher
dargestellten Elektromotor antreibbar, der wiederum mit einer Steuereinrichtung
gekoppelt ist und vorzugsweise als Linearmotor ausgebildet ist.
In einer ersten Montageposition der Ständervorrichtung 1 schließen die
Solarmodule 2 gegenüber
einer horizontalen Ebene einen Winkel α von etwa 10° ein. In dieser Winkelstellung
der Trägerelemente 4A und 4B sowie
der Trägerbauelemente 5A bis 5D sind
die Trägerbauelemente 5A bis 5D sowie
die Solarmodule 2 auf die bereits vormontierten Trägerelemente 4A und 4B von
einer einzigen Bedienperson auflegbar und in der endgültigen Montageposition
ausrichtbar.
-
In
einer zweiten Arbeitsschwenkposition der Ständervorrichtung 1 schließen die
Solarmodule 2' mit
der horizontalen Ebene E' einen
Winkel α' von vorzugsweise
etwa 30° ein,
womit eine Sonneneinstrahlung auf die Solarmodule 2' optimiert ist.
Die Arbeitsschwenkstellung wird über
die mit der mit dem Elektromotor gekoppelte Steuereinrichtung in
Abhängigkeit
des aktuellen Sonnenstandes variiert, wobei die Solarmodule 2 um
die Schwenkachse S über
die Spindel-Mutter-Einrichtung 7 hierfür um die Schwenkachse S verschwenkt
wird.
-
Die
Schwenkachse S weist eine Ost-West-Ausrichtung auf, womit einerseits
eine möglichst
hohe Leistungsabgabe der Solarmodule 2 erreicht wird und
andererseits parallel zu den in 1 dargestellten
Solarmodulen 1 angeordnete weitere Solarmodule, die auf
weiteren Ständervorrichtungen
montiert sind, durch die in 1 dargestellten
Solarmodule 2 nicht verschattet werden und eine die Leistungsabgabe
einer Solaranlage beeinträchtigende
Teilverschattung auf einfache Art und Weise vermieden wird.
-
In
einer dritten Reinigungsschwenkstellung der Ständervorrichtung 1,
in der die Solarmodule 2'' gegenüber der
horizontalen Ebene E'' vorzugsweise einen
Winkel α'' von etwa 70° einschließen, sind die Solarmodule 2'' nahezu senkrecht positioniert
und über
eine entsprechende Reinigungseinrichtung auf einfache Art und Weise
von die Leistungsfähigkeit
einer Solaranlage beeinträchtigenden
Schmutzschicht, wie Staub oder dergleichen, befreibar.
-
Die
Reinigungsschwenkstellung der Ständervorrichtung 1 stellt
vorzugsweise auch bei Schneefall oder bei einem Hagelschauer eine Schutzstellung
dar, in der weder Schnee auf den Solarmodulen haften bleibt noch
eine Schädigung
der Solarmodule 2'' durch auftreffende
Hagelkörner
verursacht wird.
-
3 zeigt
eine Seitenansicht der Ständervorrichtung 1 gemäß 1 und 2 mit
darauf montierten Solarmodulen 2 ohne Standfußelemente, welches
in 4a bis 4c jeweils
in Alleinstellung gezeigt ist. Die Standfußelemente 3 weisen
jeweils ein H-Profil auf und sind vorliegend mit drei Bohrungen 8, 9 und 10 ausgebildet,
wobei im Bereich der Bohrung 8 die Spindel-Mutter-Anordnung 7 am Standfußelement 3 befestigt
ist. Im Bereich der Bohrung 9 sind die Standfußelemente 9 jeweils über eine nicht
näher dargestellte
Bolzenverbindung drehbar mit den Trägerelementen 4A und 4B verbunden, während im
Bereich der Bohrung 10 ein Montagebolzen während der
Montage der Ständervorrichtung 1 bzw.
des Standfußelementes 3 mit
einem Trägerelement 4A bzw. 4B verbunden
wird.
-
Die
Trägerelemente 4A und 4B weisen
jeweils ein U-Profil auf und sind in der gleichen Art und Weise
wie die Standfußelemente 3 als
ein Strangpressprofil aus Aluminium hergestellt. Zusätzlich sind die
Trägerelemente 4A und 4B mit
mehreren Bohrungen ausgebildet, wobei im Bereich der Bohrung 11 der
vorbeschriebene Montagebolzen während
der Montage der Trägerelemente 4A und 4B an
den Standfußelementen
eingeführt
ist und im Bereich der Bohrung 12 die Schwenkachse S über die
Standfußelemente 3 jeweils
mit den Trägerelementen 4A und 4B verbindenden
und in 9 und 10 näher gezeigten
Bolzeneinrichtungen 32 definiert ist. Im Bereich der Bohrung 13 werden
die Spindel-Mutter-Anordnungen 7 jeweils an den Trägerelementen 4A bzw. 4B befestigt.
Die weiteren Bohrungen 14 bis 18 sind jeweils
in montiertem Zustand der Ständervorrichtung
bei einer starren Ausführung
der Ständervorrichtung 1 zur
definierten Positionierung der Solarmodule vorgesehen, um die Solarmodule 2 jahreszeitabhängig in
verschiedene Schwenkpositionen montieren zu können.
-
Bei
einer starren Ausführung
der Ständervorrichtung 1 ist
zwischen den Standfußelementen 3 und
den Trägerelementen 4A und 4B keine
Spindel-Mutter-Anordnung
vorgesehen. Zwischen der Bohrung 8 des Standfußelementes 3 und
den Trägerelementen 4A und 4B ist
dann jeweils ein starrer Haltehebel angeordnet, wobei zum Verschwenken der
Solarmodule 2 die im Bereich der Trägerelemente 4A und 4B zu
befestigenden Bereiche dieser starren Hebelelemente jeweils in den
verschiedenen Bohrungsbereichen 14 bis 18 mit
den Trägerelementen 4A und 4B zu
verbinden sind.
-
In 5a bis 5c ist
jeweils ein Trägerelement 4a in
einer Seitenansicht, in einer Draufsicht und in einer Querschnittansicht
entlang einer in 5 näher gezeigten
Schnittlinie V-V näher
dargestellt. Insbesondere aus der Darstellung gemäß 5b geht
hervor, dass die Trägerelemente 4A und 4B jeweils
mit Bohrungen 19 bis 22, die als Langlöcher ausgebildet
sind, ausgeführt
sind. In diesem Bereich werden die Trägerelemente 4A und 4B jeweils mit
den Trägerbauelementen 5A bis 5D verbunden, wobei
die Trägerbauelemente 5A bis 5D jeweils
mit den Langlöchern 19 bis 22 in
Montagestellung in Deckung bringbare Bohrungen 23, wovon
in 6 eine näher
gezeigt ist, über
Vernietungen verbindbar sind.
-
Die
Trägerbauelemente 5A bis 5D weisen
in der in 6 näher dargestellten Art und Weise
ein Vierkant-Profil mit einem Stegbereich 25 auf, wobei die
Solarmodule 2 jeweils auf den Stegbereich 25 und
einer sich an den Stegbereich 25 anschließenden Seitenfläche 26 des
Vierkant-Profilbereiches der Trägerbauelemente 5A bis 5D aufliegen
und im Bereich von Bohrungen 28 der Stegbereiche der Trägerbauele mente 5A bis 5D mit
in Montagestellung der Solarmodule 2 in Deckung bringbaren
Bohrungen wiederum über
Vernietungen auf einfache Art und Weise verbindbar ist.
-
In 7 ist
exemplarisch ein Adapterteil 27 gezeigt, über welches
jeweils sich an eines der Trägerbauelemente 5A bis 5D in
x-Richtung anschließendes
weiteres Trägerbauelement
in der in 8 näher dargestellten Art und Weise
durch Einschieben des Adapterteiles 27 in das Hohlprofil
des Vierkant-Profiles eines Trägerbauelementes 5A und 5D und
durch Einschieben in das damit zu verbindende Trägerbauelement mit ausreichender
Festigkeit koppelbar ist. Das Adapterteil 27 weist ein
H-Profil auf, das
zusätzlich
im Bereich der freien Enden mit Abkantungen 27A bis 27D ausgebildet
ist.
-
Durch
die Verbindung der Trägerbauelemente 5A bis 5D mit
weiteren sich in Längsrichtung
der Trägerbauelemente 5A bis 5D anschließende Trägerbauelement
sind die miteinander zu verbindenden Trägerbauelemente jeweils mit
einem Spalt miteinander verbindbar, womit temperaturabhängige Schwankungen
der Bauteilabmessungen auf einfache Art und Weise im Sinne einer
Dehnfuge ausgleichbar sind und Spannungen, welche unter Umständen Beschädigungen
der Solarmodule 2 verursachen können, auf einfache Art und
Weise vermieden werden.
-
Im
Stegbereich 25 sind die Trägerbauelemente 5A bis 5D in
der in 6 näher
dargestellten Art und Weise mit Austanzungen 29 ausgebildet,
die wiederum mit jeweils einer Bohrung 30 ausgebildet sind.
An den Ausstanzungen 29 bzw. im Bereich der Bohrungen 30 sind
jeweils Kabelbinder oder dergleichen befestigbar, mittels welchen
elektrische Leitungen der Solarmodule 2 und auch der Elektromotoren mit
der Ständervorrichtung 1 koppelbar
sind.
-
Generell
sind die einzelnen Bauteile der Ständervorrichtung 1 zur
Vereinfachung einer Montage über
Vernietungen miteinander verbunden, wobei zur weiteren Vereinfachung
der Montage und auch zum Ausgleich von Fertigungstoleranzen die
Bohrungen der Standfußelemente 3,
der Trägerelemente 4A und 4B sowie
der Trägerbauelemente 5A bis 5D und auch
der Solarmodule 2 in Abhängigkeit des jeweils vorliegenden
Anwendungsfalles bedarfsweise als Langlöcher ausführbar sind, um die vorgenannten Bauteile
vor der Vernietung zueinander ausrichten zu können und durch Temperaturunterschiede
bewirktes Ausdehnverhalten ausgleichen mit geringem Aufwand zu können.
-
Die
Solarmodule 2 sind über
die Ständervorrichtung 1 vorzugsweise
in Ost-West-Ausrichtung
anordenbar wobei die Solarmodule 2 über die Ständervorrichtung 1 gegenüber der
horizontalen Stellung in beide Richtungen verschwenkbar sind. Dadurch
wird eine Teilverschattung von nebeneinander angeordneten Solarmodulen
gänzlich
vermieden. Darüber
hinaus sind die Solarmodule mit geringerem Abstand zueinander positionierbar,
ohne eine Teilverschattung zu riskieren.
-
Des
Weiteren sind mit der Ständervorrichtung 1 ausgeführte Solaranlagen
lediglich mit einem Steuergerät
betreibbar, da die Kabelführung
nicht wie bei aus der Praxis bekannten separat ausgeführten Ständern über aufwendige
Grabungen durch den Boden zu führen
sind. Die parallel zueinander angeordneten Reihen von Solarmodulen,
die jeweils auf mehreren nebeneinander angeordneten Ständervorrichtungen
montiert sind, sind beispielsweise über eine Randgrabung und die
daran angeordnete Verkabelung miteinander verbindbar, wobei der
Graben bei Solaranlagen ohne Elektromotoren bereits zur Verbindung
der Solarmodule mit der Trafoanlage vorgesehen ist und somit keinen
zusätzlichen
Aufwand verursacht.
-
Die
Ständervorrichtung 1 ist
auf einfache Art und Weise montierbar und bietet im Vergleich zu
aus der Praxis bekannten Einrichtungen aufgrund der Vernietungen
eine hohe Diebstahlsicherheit. Des Weiteren wird eine Verschattung
bzw. eine Teilverschattung auf einfache Art und Weise vermieden
und eine Pflege einer mit der Ständervorrichtung 1 ausgeführten Solaranlage
ist mit geringem Aufwand pfleg- und wartbar. Die Ständervorrichtung 1 ist
auch auf einfache Art und Weise in bestehende Solaranlagen integrierbar.
Darüber
hinaus bietet der einfache und konstruktive Aufbau der Ständervorrichtung 1 transportfreundliche
stapelbare Längen,
die einfach auf Paletten transportierbar sind.
-
Ist
die Ständervorrichtung 1 beispielsweise mit
einem Schneesensor ausgebildet, ist die Ständervorrichtung 1 bei
Schneefall vorzugsweise in Abhängigkeit
des Sensorsignales in die Reinigungsschwenkstellung verschwenkbar,
womit das Ausbilden einer Schneeschicht auf den Solarmodulen 2 verhindert
wird und sich keinerlei Ertragsverluste einstellen.
-
Zusätzlich besteht
auch die Möglichkeit,
die Ständervorrichtung 1 in Überschwemmungsgebieten mit
einem Hochwassersensor auszuführen
und die Solarmodule 2 während
einer Überschwemmung
in eine im Wesentlichen waagerechte Hochwasserschwenkstellung zu
verschwenken, womit ein in Abhängigkeit
des Abstandes der Solarmodule in horizontaler Ausrichtung zu dem
Untergrund stehender Hochwasserschutz zur Verfügung stellbar ist.
-
Bei
Stürmen
werden die Solarmodule 2 über die Ständervorrichtung 1 in
die wenigstens annähernd
waagerechte Montagestellung bzw. Windstellung verbracht, um eine
möglichst
geringe „Segelfläche” darzustellen.
-
Die
Ständervorrichtung 1 ist
durch die gemittelte Wippkonstruktion zwischen den Standfußelementen 3 und
den Trägerelementen 4A und 4B durch eine
optimale Lastverteilung gekennzeichnet.
-
Des
Weiteren wird eine UV-freie Kabelmontage und eine regengeschützte Kabelführung unterhalb
der Stegbereiche 25 der Trägerbauelemente 5A bis 5D sowie
eine Kabelverlegung der Solarmodule ohne Stecker gewährleistet.
-
Über die
Ständervorrichtung 1 ist
auch eine Anpassung der Solarplateaus im Gelände mit optimaler Flächenausnutzung
durchführbar,
da Unebenheiten des Untergrundes durch verschieden lange Standfußelemente 3 auf
einfache Art und Weise ausgleichbar sind.
-
Zusätzlich sind über die
Ständervorrichtung 1 Teilverschattungen
bzw. Verschattungen über
22° zwischen
einem Sonnenaufgang und einem Sonnenuntergang vermieden, womit die
Strahlkraft der Sonne möglichst
optimal ausgehend vom Streiflicht bis hin zum optimalen Einstrahlungswinkel
nutzbar ist.
-
Bei
der Ständervorrichtung 1 sind
auch keinerlei Nistmöglichkeiten
für Vögel gegeben
und eine Verunreinigung der Solarmodule 2 durch Vogelkot
ist dadurch vermieden, dass die Solarmodule 2 keine Anflugmöglichkeiten
auf die Solarmodule aufgrund der Kippbewegung ermöglichen.
-
Es
besteht auch die Möglichkeit,
die Solarmodule 2 im Randbereich mit Verspiegelungen auszuführen, um
die Leistung der Solaranlage weiter zu verbessern.
-
9 zeigt
eine dreidimensionale Teilansicht der Ständervorrichtung 1 gemäß 2 im
Verbindungsbereich 50 zwischen dem Standfußelement 3 und
dem Träger element 4A,
die über
die Bolzeneinrichtung 32 schwenkbar miteinander verbunden
sind. Die Bolzeneinrichtung 32 umfasst ein Drehgelenk 33, das
wiederum mit einem mit dem Trägerelement 4A über Muttern 60 verbindbaren
Bolzen 34 und einem den Bolzen 34 umgreifenden
hülsenartigen
Bereich 35 eines Gelenkkopfes 36 ausgebildet ist.
Die Schwenkachse S zwischen dem Trägerelement 4A und
dem Standfußelement 3 entspricht
einer Mittelachse des Bolzens 34.
-
Zwischen
Seitenschenkeln 56, 57 des U-Profilförmigen Trägerelementes 4A und
dem hülsenartigen
Bereich 35 des Gelenkkopfes 36 sind jeweils Distanzhülsen 34A, 34B gleicher
Länge über den
Bolzen 34 geschoben, deren Außendurchmesser größer als
der Öffnungsdurchmesser
des Gelenkkopfes 36 sind, durch den der Bolzen 34 geführt ist. Gleichzeitig
ist der Außendurchmesser
der Distanzhülsen 34A, 34B größer als
die Öffnungsdurchmesser
der Seitenschenkel 56, 57 des Trägerelementes 4A,
durch die der Bolzen 34 mit seinen Endbereichen geführt ist,
wobei der Bolzen 34 über
von außen
auf die Endbereiche des Bolzens 34 aufgeschraubte Muttern 60,
die an Außenseiten
der Seitenschenkel 56, 57 des Trägerelementes 4A anliegen,
in axialer Richtung mit dem Trägerelement 4A fest
verbunden ist. Über
die in axialer Richtung feste Verbindung zwischen dem Bolzen 34 und
dem Trägerelement 4A und
die jeweils innen zwischen den Seitenschenkeln 56, 57 des
Trägerelementes 4A und
dem Gelenkkopf 36 vorgesehenen Distanzhülsen 34A, 34B ist
der Gelenkkopf 36 in einer definierten mittigen Position
zwischen den beiden Seitenschenkeln 56, 57 des
Trägerelementes 4A bei
gleichzeitig geringen Lagerreibungskräften gehalten.
-
Der
Gelenkkopf 36 ist mit einem Gewindestangenbereich 37 ausgebildet,
mit dem der Gelenkkopf 36 in ein Haltelement 38 eingeschraubt
ist und über
den eine Position der Schwenkachse S gegenüber dem Standfußelement 3 in
Montageposition des Standfußelementes 3 bzw.
in in den Untergrund eingerammtem Zustand des Standfußelementes 3 in vertikaler
Richtung variierbar ist. Damit sind voneinander abweichende Ausrichtungen
zwischen den Standfußelementen 3 der
Ständervorrichtung 1 bzw. voneinander
abweichende Einrammtiefen der Standfußelemente in den Untergrund
durch eine entsprechende Einschraubtiefe des Gelenkkopfes 36 in
das Haltelement 38 sowie dem dadurch vertikalen Ausrichten
der Schwenkachse S ausgleichbar. Eine vertikale Position des Gelenkkopfes 36 ist
gegenüber dem
Halteelement 38 durch zwei Kontermuttern 39 und 40 auf
konstruktiv einfache Art und Weise fixierbar.
-
Zusätzlich ist
das Haltelement 38 vorliegend über eine Verschraubung 53 mit
einem weiteren Bolzen 41 verbunden, der wiederum drehbar
mit dem Standfußelement 3 in
Wirkverbindung steht. Dabei ist der weitere Bolzen 41 über zwei
Muttern im Bereich von Seitenschenkeln 44, 45 des
als H-Profil ausgeführten
Standfußelementes 3 in
axialer Richtung fixiert. Des Weiteren ist das Haltelement 38 in
der in 9 und 10 näher dargestellten
Art und Weise über
ein Gewindestangenelement 46 mit zwei Klemmelementen 47, 48,
zwischen welchen ein Mittelsteg 49 des Standfußelementes 3 angeordnet
ist, fest verbindbar, wobei ein horizontaler Abstand zwischen dem
Mittelsteg 49 des Standfußelementes 3 und dem Verbindungsbereich 50 zwischen
dem Gewindestangenelement 46 und dem Haltelement 38 durch
Variieren einer Verschraubungssituation zwischen dem Gewindestangenelement 46 und
den Klemmelementen 47 und 48 sowie dem Mittelsteg 49 des
Standfußelementes 3 veränderbar
ist.
-
Dabei
wird das Haltelement 38 während einer Veränderung
des Abstandes zwischen dem Haltelement 38 und den Klemmelementen 47 und 48 um den
weiteren Bolzen 41 verschwenkt. Gleichzeitig wird auch
der Gelenkkopf 36, der mit dem Haltelement 38 verschraubt
ist, verschwenkt und eine Position der Schwenkachse S gegenüber dem
Standfußelement 3 in
Montageposition des Standfußelementes 3 im
Wesentlichen in horizontaler Richtung variiert. Damit sind voneinander
abweichende Montagepositionen der Standfußelemente 3 zueinander
auch in horizontaler Richtung durch entsprechendes Ausrichten der
Schwenkachse S auf konstruktiv einfache Art und Weise ausgleichbar.
-
Die
jeweils während
der Montage der Ständervorrichtung 1 einzustellende
Verschraubungssituation zwischen dem Haltelement 38 und
den Klemmelementen 47 und 48 sowie dem Standfußelement 3 über das
Gewindestangenelement 46 wird durch weitere Kontermuttern 51, 52 festgelegt
bzw. fixiert.
-
In
einem zu dem Gewindestangenelement 46 beabstandeten Bereich
sind die Klemmelemente 47 und 48 über eine
Verschraubung 53 zusätzlich
mit dem Standfußelement 3 fest
verbindbar, wobei die Klemmelemente 47 und 48 im
Bereich der Verschraubung 53 mit Langlöchern 54, 55 ausgebildet sind, über welche
die zum Ausrichten der Schwenkachse S vorgesehene Schwenkbewegung
des Haltelementes 38 gegenüber dem Standfußelement 3 ausgleichbar
ist und die feste Verbindung über
die Verschraubung 53 zwischen den Klemmelementen 47 und 48 und
dem Standfußelement 3 sicher
herstellbar ist.
-
- 1
- Ständervorrichtung
- 2
- Solarmodule
- 3
- Standfußelement
- 4A,
B
- Trägerelement
- 5A
bis 5D
- Trägerbauelemente
- 6
- Rahmeneinrichtung
- 7
- Spindel-Mutter-Anordnung
- 8
bis 23
- Bohrung
- 25
- Stegbereich
- 25
- Seitenfläche
- 27
- Adapterteil
- 27A
bis 27D
- Abkantungen
- 28
- Bohrung
- 29
- Ausstanzung
- 30
- Bohrung
- 31
- Untergrund
- 32
- Bolzeneinrichtung
- 33
- Drehgelenk
- 34
- Bolzen
- 34A,
34B
- Distanzhülse
- 35
- hülsenartiger
Bereich
- 36
- Gelenkkopf
- 37
- Gewindestangenbereich
- 38
- Haltelement
- 39,
40
- Kontermutter
- 41
- weiterer
Bolzen
- 42,
43
- Mutter
- 44,
45
- Seitenschenkel
des Standfußelementes
- 46
- Gewindestangenelement
- 47,
48
- Klemmelement
- 49
- Mittelsteg
- 50
- Verbindungsbereich
- 51,
52
- Kontermutter
- 53
- Verschraubung
- 54,
55
- Langloch
- 56,
57
- Seitenschenkel
des Trägerelementes
- 60
- Mutter
- S
- Schwenkachse